CN111733802A - 一种穿越溶洞的灌注桩施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种穿越溶洞的灌注桩施工方法，其特征在于包括以下步骤：钻制扩大孔，在地面上钻制比设计桩径略大的扩大孔，穿越溶洞区域直至设计桩深；下放护筒，将护筒下放到扩大孔内，护筒底部直达设计桩深，护筒的内径略大于设计桩径且略小于扩大孔的孔径；稳定护筒，采用碎料填充护筒与扩大孔间的间隙，直到碎料高出地表；清孔封底，清理护筒内残渣，满足设计要求后浇筑封底；清孔封底，清理护筒内残渣，满足设计要求后浇筑封底；浇筑桩基，在护筒内下放钢筋笼，浇筑桩身混凝土。本发明中，先在地面上钻制扩大孔并下放护筒，再在护筒内清孔并浇筑封底，能够保证成孔率，避免出现浇筑混凝土流失、桩身空洞等现象。

Description

一种穿越溶洞的灌注桩施工方法

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种穿越溶洞的灌注桩施工方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，而不必然地构成在先技术。

我国喀斯特地貌分部广泛，据不完全统计，总面积达200万平方公里。喀斯特地区碳酸盐类岩石在地下水长期溶蚀作用下形成溶洞。当采用泥浆护壁旋挖成孔灌注桩，遇地层有溶洞时，将出现泥浆漏浆，导致上部土层无支护，将会出现严重孔壁坍塌现象甚至无法成孔的情况，在偶然情况下成孔的桩在浇筑混凝土时也将出现混凝土流失、桩身缩颈、桩身空洞、断桩等现象。前述情况表明喀斯特地区遇溶洞时，泥浆护壁旋挖成孔灌注桩，无法正常施工，质量得不到保证，同时资源浪费严重。溶洞的处理及溶洞处的基础施工是各类建设项目基础工程的重难点，直接影响到工程造价及工程质量，采取经济合理、技术可靠的措施，是项目建设成功的关键。

发明内容

本发明针对上述存在的问题，提供一种穿越溶洞的灌注桩施工方法，先在地面上钻制扩大孔并下放护筒，再在护筒内清孔并浇筑封底，能够保证成孔率，避免出现浇筑混凝土流失、桩身空洞等现象。

本发明公开了一种穿越溶洞的灌注桩施工方法，包括以下步骤：

钻制扩大孔，在地面上钻制比设计桩径略大的扩大孔，穿越溶洞区域直至设计桩深；

下放护筒，将护筒下放到扩大孔内，护筒底部直达设计桩深，护筒的内径略大于设计桩径且略小于扩大孔的孔径；

稳定护筒，采用碎料填充护筒与扩大孔间的间隙，直到碎料高出地表；

清孔封底，清理护筒内残渣，满足设计要求后浇筑封底；

浇筑桩基，在护筒内下放钢筋笼，浇筑桩身混凝土。

进一步地，钻制扩大孔时采用干法作业，无泥浆支护。

进一步地，钻制扩大孔前做如下准备：

场地平整，首先确定现场情况与地勘资料吻合后，用推土机设备将桩基场地进行平整、压实；

测量定位，根据设计图纸，使用测量工具全站仪或经纬仪，测量放出桩位中心点，由中心点向四周引出定位桩；

钻机就位，定位桩采用“十字交叉法”重新确定桩位中心点，并与旋挖机钻头中心点核对。

进一步地，钻制扩大孔时，钻头采用比设计桩径更大型号的钻头，进行无泥浆支护的钻孔作业，直至设计桩深。

进一步地，下放护筒的模式以静力插压为主，下放过程中同时监测、同步校核，在遇到下放困难时采用振动模式下放护筒。

进一步地，稳定护筒后采用旋挖钻机清理护筒内残渣至满足设计及规范要求，在护筒底部浇筑封底，再清除封底表面浮浆，然后人工清孔并下放钢筋笼。

进一步地，护筒为钢制护筒，稳定护筒所用的碎料为钻渣或土。

进一步地，护筒的内径比设计桩径大150～250mm，比扩大孔的孔径小50～150mm；护筒内封底的浇筑高度为800～1200mm，封底浮浆的清理高度占封底总高度的30％～60％。

通过综合采用上述技术方案，本发明能够取得如下有益效果：

能够有效解决喀斯特地貌区遇溶洞时护壁泥浆旋挖成孔灌注桩出现泥浆流失、塌孔、缩颈、混凝土流失等现象导致无法正常施工的问题，加快施工进度，保证施工质量，杜绝严重的资源浪费，符合绿色环保施工要求。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是实施例中灌注桩施工位置的剖面示意图；

图2是图1中A处的局部放大图。

附图标记说明：

1-杂填土层，2-黏土层，3-强风化岩层，4-溶洞，5-岩层裂隙，6-封底混凝土顶端，7-浮浆底端，8-中风化岩层，9-钻渣，10-钢护筒，11-封底，12-扩大孔。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的附图中，需要理解的是，不具有相互替代性的不同技术特征显示在同一附图，仅是为了便于简化附图说明及减少附图数量，而不是指示或暗示参照所述附图进行描述的实施例包含所述附图中的所有技术特征，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明公开了一种穿越溶洞的灌注桩施工方法，包括以下步骤：

步骤1，场地平整

首先确定现场情况与地勘资料吻合后，用推土机设备将桩基场地进行平整、压实；

步骤2，测量定位

根据设计图纸，使用测量工具全站仪或经纬仪，测量放出桩位中心点，由中心点向四周引出定位桩；

步骤3，钻机就位

定位桩采用“十字交叉法”重新确定桩位中心点，并与旋挖机钻头中心点核对；

步骤4，钻制扩大孔

在地面上钻制比设计桩径略大的扩大孔12，钻头采用比设计桩径更大型号的钻头，进行无泥浆支护的钻孔作业，穿越溶洞区域直至设计桩深；

采用较设计桩径更大的钻头进行钻孔，能够形成扩径桩孔，即扩大孔12，便于步骤5中护筒顺利下放到设计位置；

采用无泥浆支护成孔方式，可以有效避免泥浆漏浆造成损失；

步骤5，下放护筒

采用振动锤将护筒下放到扩大孔12内，下放护筒的模式以静力插压为主，下放过程中同时监测、同步校核；采用静力插压模式下放护筒，可避免扰动孔壁，防止下放过程中因振动导致的孔壁坍塌；

在遇到下放困难时开启振动锤的振动模式下放护筒，护筒底部直达设计桩深；采用振动模式下放护筒，可减少护筒下放的阻力，便于下放到设计位置；

护筒的内径比设计桩径大150～250mm，比扩大孔12的孔径小50～150mm；

护筒可以为钢制护筒，或混凝土质护筒；

步骤6，稳定护筒

采用碎料填充护筒与扩大孔12间的间隙，直到碎料高出地表；

护筒外侧与扩大孔12的孔壁之间回填密实，能够稳固护筒，保证在后续施工操作尤其是清孔时机械碰撞不致出现护筒偏位、垂直度不达标的情况；

稳定护筒所用的碎料可以是钻渣9或土等松散物料，具有一定的流动性和堆积强度，在遇到溶洞时可沿护筒外壁堆积，可以更少的物料封堵桩与溶洞的交界面；

步骤7，清孔封底

更换为满足设计桩径要求的钻头，在护筒内进行清孔作业，待清孔满足设计及规范要求后，在护筒底部浇筑封底11；

步骤8，浇筑桩基

在护筒内下放钢筋笼，浇筑桩身混凝土，具体地包括如下步骤，

步骤8.1，在护筒底部浇筑封底11，浇筑高度为800～1200mm，如图1所示；

护筒的应用及护筒的封底11设置，可以有效解决塌孔、缩孔、断桩、孔底冲浆、混凝土流失等问题，能够顺利完成溶洞处旋挖成孔灌注桩的施工；

封底11的目的在于密封护筒底部，防止在孔底处护筒内外部连通，防地下水渗入护筒内造成孔底混凝土冲浆，防止浇筑混凝土时因护筒内混凝土产生的压力大于护筒外的地下水压力导致混凝土浆流失并进而降低桩强度，防止因溶洞与其周围地下裂隙连通导致混凝土浆大量流失；

步骤8.2，清除封底11表面的浮浆，清理高度占封底11总高度的30％～60％；

步骤8.3，清孔，然后下放钢筋笼。

现结合附图提供至少一个示例性实施例，附图中提供的示例性实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，仅仅表示本发明中提供的示例性实施例而已。

示例性实施例1

本示例性实施例具体涉及一种穿越溶洞的灌注桩施工方法，其施工流程如下：

根据工程项目的《桩基施工勘察》报告中柱状图，分析统计施工桩时穿越的地层中是否存在溶洞及溶洞大小、位置等情况；如图1所示，设计桩穿越的地层由上及下地包括杂填土层1、黏土层2、强风化岩层3和中风化岩层8，且在岩层中存在溶洞4和岩层裂隙5；

根据设计图纸，使用测量工具全站仪或经纬仪，测量放出桩位中心点，由中心点向四周引出定位桩；

定位桩采用“十字交叉法”重新确定桩位中心点，并与旋挖机钻头中心点核对；

在旋挖机上安装比设计桩径大一型号的钻头，在地面上进行无泥浆支护的钻孔作业，穿越溶洞区域直至设计桩深；钻成的孔称为扩大孔12，扩大孔12的孔径比设计桩径大300mm；

采用振动锤下放钢护筒10到扩大孔12内，钢护筒10的下放模式为静力压插模式，钢护筒10下放过程中同时监测、同步校核；钢护筒10的内径比设计桩径大200mm，钢护筒10的长度同设计桩深；

采用钻渣9将钢护筒10的外侧与扩大孔12的孔壁之间的空隙填充密实，直到钻渣9高出地表，以稳固钢护筒10；

将旋挖机钻头更换为满足设计桩径的钻头，在钢护筒10内进行清孔作业，待清孔满足设计及规范要求后，在钢护筒10底部浇筑封底11；

采用与设计桩同标号的混凝土在钢护筒10的底部浇筑封底11，封底混凝土顶端6的位置参见图1-2；以钢护筒10的底为基准，浇筑高度1000mm；

人工凿除封底混凝土表面的浮浆，浮浆底端7的位置参见图1-2；以封底混凝土顶端6为基准，清理深度为500mm；

清孔，然后下放钢筋笼进行干作业浇筑桩身混凝土。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (8)

1.一种穿越溶洞的灌注桩施工方法，其特征在于包括以下步骤：

钻制扩大孔，在地面上钻制比设计桩径略大的扩大孔，穿越溶洞区域直至设计桩深；

下放护筒，将护筒下放到扩大孔内，护筒底部直达设计桩深，护筒的内径略大于设计桩径且略小于扩大孔的孔径；

稳定护筒，采用碎料填充护筒与扩大孔间的间隙，直到碎料高出地表；

清孔封底，清理护筒内残渣，满足设计要求后浇筑封底；

浇筑桩基，在护筒内下放钢筋笼，浇筑桩身混凝土。

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：钻制扩大孔时采用干法作业，无泥浆支护。

3.根据权利要求1或2所述的施工方法，其特征在于：钻制扩大孔前做如下准备：

场地平整，首先确定现场情况与地勘资料吻合后，用推土机设备将桩基场地进行平整、压实；

测量定位，根据设计图纸，使用测量工具全站仪或经纬仪，测量放出桩位中心点，由中心点向四周引出定位桩；

钻机就位，定位桩采用“十字交叉法”重新确定桩位中心点，并与旋挖机钻头中心点核对。

4.根据权利要求1或2所述的施工方法，其特征在于：钻制扩大孔时，钻头采用比设计桩径更大型号的钻头，进行无泥浆支护的钻孔作业，直至设计桩深。

5.根据权利要求1或2所述的施工方法，其特征在于：下放护筒的模式以静力插压为主，下放过程中同时监测、同步校核，在遇到下放困难时采用振动模式下放护筒。

6.根据权利要求1或2所述的施工方法，其特征在于：稳定护筒后采用旋挖钻机清理护筒内残渣至满足设计及规范要求，在护筒底部浇筑封底，再清除封底表面浮浆，然后人工清孔并下放钢筋笼。

7.根据权利要求1或2所述的施工方法，其特征在于：护筒为钢制护筒，稳定护筒所用的碎料为钻渣或土。

8.根据权利要求1或2所述的施工方法，其特征在于：护筒的内径比设计桩径大150～250mm，比扩大孔的孔径小50～150mm；护筒内封底的浇筑高度为800～1200mm，封底浮浆的清理高度占封底总高度的30％～60％。

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